Au XVIIème siècle, à la place d’un autel et d’une statue de la Vierge, est édifiée une chapelle sur la colline de Bel Air dominant la ville de Tarare. Mais les vicissitudes du climat endommagent le bâtiment.
En 1755, la reconstruction est autorisée par le cardinal de TENCIN. Et le 28 août 1757, le curé VALFORT bénit le nouvel édifice religieux.
Dans les années 1830, plusieurs aménagements sont réalisés :
1834 : installation d’une cloche
1836 : mise en place du chemin de croix
1837 : construction d’un calvaire.

En 1890, la générosité de l’industriel Emile THIVEL permet une première restauration.
30 ans plus tard (1919-1920), une rénovation complète est engagée par les frères BROCA.
Après le bombardement du viaduc en août 1944, les vitraux sont restaurés l’année suivante par le Père DEAL.
Propriété de l’hôpital de Tarare jusqu’en 1974, la chapelle Notre Dame de Bel Air appartient depuis à une association à but non lucratif "Les Amis de Bel Air". Cette dernière est chargée de son entretien. Elle a effectué la réfection du clocher et de la sacristie, la consolidation de la charpente, l’électrification des cloches, l’étanchéité des vitraux et l’installation du chauffage.
Depuis le 8 décembre 1999, la chapelle est mise en lumière grâce à 20 projecteurs.